Expressão gênica
• Expressão de um gene– criação de um mRNA maduro
• Em geral é seguido pela expressão da proteína correspondente– criação de uma proteína funcional
Ativação e repressão
• Um gene pode ser ativado (induzido)– ele não estava sendo expresso e passa a ser
expresso
• Ou reprimido– Ele estava sendo expresso e deixa de ser expresso
Fatos
• Diferentes tecidos ou órgãos do corpo expressam diferentes genes
• Ex: fígado, cérebro, pele, pâncreas, gengiva, etc
• Um mesmo tecido ou órgão do corpo podeexpressar/reprimir diferentes genes emdiferentes situações
• Ex: quando o nível de açúcar no sangue sobe, o pâncreas expressa insulina
Perguntas fundamentais
• O que causa a ativação ou repressão de um gene?
• Quanto de um gene é expresso num dada condição?
Níveis de Controle da Expressão Gênica
Remodelamento da cromatina (E)
Início da Transcrição (E e P)
Processamento do Transcrito (E)
Transporte do mRNA para o citoplasma (E)
Estabilidade do transcrito (E e P)
Tradução do mRNA (E e P)
E= EucariotosP= Procariotos
Etapas em que a expressão gênica em eucariotos pode ser regulada
Transcrição
Processamento
Transporte
Tradução
Citoplasma
Núcleo Remodelamento da cromatina
Estabilidade do transcrito
HormôniosNeurotransmissoresFatores de Crescimento Fatores de Diferenciação CelularContato célula-célulaOdoresAlterações nutricionaisAlterações ambientais (ex: osmolaridade, temperatura)LuzTemperaturaToque mecânicoEtc......
Sinais que Regulam a Expressão Gênica: eucariotos
As bactérias tem um mecanismo simples de coordenar a expressão de genes que estão relacionados: estes genes estão organizados em uma unidade transcricional chamada operon
mRNA policistrônico
Genes estruturaisSequências regulatórias
Sítio de ligação do repressor
Operador
Promotor
A B C
Sítio de ligação do Ativador
Gene regulador
Ativador
Repressor
OU
Conjunto de todas moléculas de RNA (transcritos) em uma célula, tecido ou organismo em uma dada condição fisiológica ou patológica
Transcritoma
Como se obtém um transcritoma
• Por sequenciamento (RNA-seq)• Num experimento, extrai-se todo o RNA do
pool de células• Faz-se um enriquecimento para RNAs que não
sejam ribossomais• Usa-se transcrição reversa para gerar cDNA• O cDNA é sequenciado
Os dados precisam ser processadoscomputacionalmente
• Milhões de reads• Usa-se quantidade de reads para inferir
abundância de transcritos– Quantificação da expressão
• Após essa quantificação, diversosprocessamentos podem ser feitos
• Principal: expressão diferencial
Six genes on mouse chromosome 12 share a distinctive pattern of expression.
Andrew I. Su et al. PNAS 2004;101:6062-6067
©2004 by National Academy of Sciences
A regulatory network in mouse ESC anchored on the master regulators Oct4, Sox2, and Nanog.
Zhou Q et al. PNAS 2007;104:16438-16443
©2007 by National Academy of Sciences
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